王诗琪
（国网长春供电公司信息通信分公司 130021）
摘要：为了保持环境，电力机房在正常时要求处于密闭状态。一般来说，空调在交流断电恢复供电后，无法自动开机进入温度调节状态，由于机房的不流通性，会导致机房温度不断升高，从而降低电力设备使用寿命甚至直接导致设备故障，这在夏季高温季节尤为明显。以国网供电公司为例，市公司一共39个电力机房，只有2个具备恒温条件，五县供电企业按照国网公司电力机房设计及建设相关规范，不要求具备恒温条件。因此，通过一定措施来实现对电力机房环境温度的检测就显得十分必要。
关键词：电力；机房；监控系统
1原器件的选用
选定89C52SC单片机为中央处理器，18B20温度传感器为温度采集器，MAX232作为数据转换器，RS232串口作为发送接口。同时选定12M晶振、1F,10F电容及4.7kΩ,10kΩ。电阻若干作为外部电路元器件。以上电气元件，均为满足课题目标条件下，市场中最为普及的电气元件，根据最终成本平均计算，制作一个温度监测装置所需元件的全部购买费用，不超过10元。
2电路板的制作
电路板的设计与制作是整个课题非常重要的一个环节。如果电路板制作的不好，出现虚焊、断点等现象，那么再好的电路设计也无法得到实现。下面就对电路板的设计及制作做一个简单介绍。
1)印刷电路板采用单面板，元器件之间的连接采用背面锡焊连接，减少了体积和成本。
2)提前做好电路焊接示意图，在画图时注意布局和元器件的合理均匀分布，同时要考虑到各个元器件之间连线。画图完成后，还要再次复核原理图的正确性，为下一步的制作作好准备。
3)电路板的制作。依照设计图纸将各电气元件焊接到电路板上，然后检查是否有断线及焊盘的脱落等。
4)整体检查。查看是否有断线和虚焊等。
5)最后将烧录好程序的单片机和MAX232芯片插入电路板的底座上去。
3单片机测试
测试单片机及时钟系统正常工作与否有一个简单的办法，即用万用表去测量单片机晶体振荡电路引脚(P18,P19)。在正常状态下，晶体振荡电路引脚P18对地电压约为2.24V，而引脚P19对地电压约为2.09V。如果要判断是否晶体振荡电路出现故障，可以采取模拟复位的方法，即使用导线将单片机的引脚P9短时间与引脚P40(+5V)短接一下，模拟单片机的上电复位功能，此时如果单片机正常工作，既可断定复位电路存在故障。
4硬件及软件调试
硬件测试，首先是目测。即在电路板制作完成后，首先检查电路板是否存在断线、虚焊、氧化等现象，是否在布线过程中存在了线路交叉。其次是使用万用表测量电路板的各个连线和接点是否正常，通断状态是否与设计思路一致，是否存在短路现象。再次加电检查，检查电源端是否供电正常，各元器件两端电压、电流是否正常，状态指示灯是否正常等。最后是联机检查，将系统接入电网调度自动化系统，检查整个通道链路是否畅通、可靠。
软件调试，第一步是使用Keil程序对编写好的程序代码进行编译，发现错误或者告警信息及时更正;第二步是单步运行，检查各个变量、参数是否正常;第三步是系统联条，即软硬件联合调试，检查软件、硬件各个部分的状态是否正常。
5整机的调试与测试
将制作的温度监测装置，分别安装到调度自动化主站机房的服务器柜和工作站柜上，并在2013.08.12一2013.08.28期间，对装置的实用性、安全性和稳定性进行考察测试。
通过电网调度自动化系统对采集到的温度数据的处理，系统还可以实现以下几个功能:
1)温度实时监测;2)温度实时曲线;3)温度历史曲线:4)温度越限告警;5)温度越限语音告警。
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至此，此次设计的调试部分完成。设计的所有功能全部得以实现。
6基于此系统的多点温度采集系统
DS18BZO温度传感器采用单总线数据传输方式，精度高、性能优、功耗低、可靠性好。每一个DS18BZO都有唯一的一个序列号，这就为一条通信线路实现多点温度采集提供了保障。
实际应用中，为了满足多片DS18B20温度采集功能，其数据输入与输出引脚需要有足够的驱动。而目前系统使用的外部供电模式的优点正是于此。
于是，本文利用STC89C52单片机的PI.0口作为数据总线，下接多个DS18B20实现多点温度采集。但是考虑到总线驱动能力限制，为了保障系统的稳定和采集数据的准确，下接DS18B20最好不要超过8个以上。对于目前的电力机房来说，8个DS18BZO己经足够满足生产需求。
在编写程序时，多点温度采集系统与单点温度采集系统最重要的不同点就是，STC89C52单片机必须要采集接入到通信总线的所有DS18B20温度传感器，利用每一个DS18B20都有独有序列号这一特点，使单片机正确区分出每一个DS18B20。
7增加系统对电力机房湿度的测量
在对电力机房实际温度控制过程中，温度的调节会引起湿度的变化。而在实际应用中，湿度对电力系统尤其是计算机设备的影响不容小视。过为潮湿的环境，容易引起电路板的短路，从而直接影响电力调度自动化系统等设备的安全稳定运行。因此，在实现对电力系统温度控制后，有必要对其湿度控制功能进行研究。
因此，考虑增加1个DHTn湿度传感器。调整后的系统流程图如上图所示。主要由DS18B20温度传感器、DHTH温湿传感器、单片机和一些外部电路组成。工作时，DS18B20温度传感器采集温度数据并转换成数字信号输出;而DHTn温湿传感器则利用室内湿度改变引起电桥失去平衡产生的变量电压，经A/D转换后输数字信号出。
8在供电区推广应用
在实现完成对电力机房温、湿度的实时监测功能以后，供电区所有集控站机房制作温度实时监测装置并安装到位。同时采取以下巩固措施:
l)将设计图纸、资料整理成册，并编写使用/维护手册;
2)由专人负责维护设备，确保设备长久稳定运行;
3)小组对温度实时监测装置的功能拓展作进一步讨论研究。
9接入短信息告警系统
将温度实时监测到的数据接入短信息告警系统，在温度超过设定温度范围内时，不但可以通过EMS系统由调度员实时监测到温度异常状况，还可以通过短信息告警系统给维护人员发送相关告警信息，确保温度异常被及时监测到。
10用红外控制的探索
实际应用过程中，当监测到电力机房温度异常状态时，安排维护人员难道现场往往需要很长时间。尤其是偏远厂站的电力机房，维护人员仅仅到现场对机房空调进行操作，浪费人力物力。因此，如果能够实现遥控命令对电力机房空调升降温操作的实时控制，就完全解决了这一问题。因此，设想增加一个红外线发射模块，由单片机控制其模拟空调遥控器的遥控操作，实现远方控制电力机房空调升降温操作的目的。目前该方案已经在部分厂站得以实现和应用。
参考文献
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论文作者:王诗琪
论文发表刊物:《电力设备》2016年第12期
论文发表时间:2016/8/25
标签：温度论文; 机房论文; 单片机论文; 电力论文; 电路板论文; 系统论文; 北京论文; 《电力设备》2016年第12期论文;